基于ArcGIS Engine的工程地質(zhì)鉆孔數(shù)據(jù)圖的實(shí)現(xiàn)

孫曉茹，曹健，盧云輝，周立沖

(大連市勘察測繪研究院有限公司，遼寧大連 116021)

1 目的和意義

城市工程地質(zhì)數(shù)據(jù)分析功能的開發(fā)與應(yīng)用，利用GIS技術(shù)可完成工程地質(zhì)資料的數(shù)據(jù)錄入、管理、存儲(chǔ)、分析等，形象的表達(dá)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造單元的空間展布特征以及各種地質(zhì)參數(shù)，建立集數(shù)字化、信息化、可視化為一體的空間信息系統(tǒng)，并可編繪工程地質(zhì)多種因素圖，使巖土資料得到更充分更快捷利用，指導(dǎo)政府科學(xué)地、合理地規(guī)劃性開發(fā)利用國土資源，為進(jìn)行環(huán)境地質(zhì)評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。長期以來各個(gè)城市累積了大量的巖土工程勘察成果信息資料，實(shí)現(xiàn)這些信息資源的共享，可以為城市規(guī)劃、建設(shè)和管理提供巖土工程信息決策支持，為城市工程地質(zhì)學(xué)研究提供基礎(chǔ)信息。

鉆孔是地質(zhì)、礦產(chǎn)、勘察等領(lǐng)域的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，鉆孔柱狀圖是鉆孔數(shù)據(jù)的一種主要表現(xiàn)形式，也是上述部門最重要的一種基礎(chǔ)圖件，它以圖文并茂的形式直觀地顯示鉆孔數(shù)據(jù)所蘊(yùn)藏的信息。鉆孔數(shù)據(jù)以計(jì)算機(jī)進(jìn)行管理和展示是一種趨勢，當(dāng)前多數(shù)鉆孔是以Excel、Access等數(shù)據(jù)庫表格的形式存儲(chǔ)，鉆孔柱狀圖也是以AutoCAD、Coredraw等制圖軟件手工進(jìn)行繪制為主，部分單位基于Excel或者CAD進(jìn)行了簡單的開發(fā)，以提高鉆孔成圖的效率。

2 系統(tǒng)流程圖(如圖1)

3 鉆孔柱狀圖模塊生成設(shè)計(jì)

3.1 鉆孔柱狀圖的特點(diǎn)

圖1 流程圖

鉆孔柱狀圖是一種工程圖件，是以表格的形式表示縱向信息，反映到圖形上，其明顯的特點(diǎn)是指在縱向具有比例尺，而橫向無比例尺的概念。橫向是由表示不同鉆孔信息的圖道組成，每一個(gè)圖道表示鉆孔的一個(gè)屬性，如孔深、地層描述等。對(duì)應(yīng)于鉆孔的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其元數(shù)據(jù)信息一般表現(xiàn)在柱狀圖的說明信息，本體信息表示為柱狀圖的本身。從制圖角度看，鉆孔柱狀圖是由文本、線條和符號(hào)組成。但是GIS軟件的比例尺都是指縱橫雙向具有相同的比例尺。鉆孔柱狀圖的單向比例尺需要做相應(yīng)的特殊處理。

3.2 鉆孔柱狀圖繪制過程

柱狀圖只有縱向信息才具有物理上的長度概念。其橫向是表格形式的列。表示鉆孔數(shù)據(jù)在某一定深度上的地層、巖性信息等。橫向各列的寬度由表示內(nèi)容的承載量確定。如地質(zhì)描述的文字多少和制圖美觀等方面決定寬度。為解決橫向無比例尺的問題，本文通過模板技術(shù)進(jìn)行處理。鉆孔柱狀圖由鉆孔信息說明、鉆孔柱狀圖表頭和鉆孔圖道三部分組成，鉆孔信息說明部分對(duì)應(yīng)于鉆孔數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)，鉆孔本體信息對(duì)應(yīng)于鉆孔圖道信息。鉆孔表頭一是標(biāo)定柱狀圖的種類，不同企業(yè)、不同性質(zhì)的鉆孔具有不同的柱狀圖格式;二是表示一種應(yīng)用需求，同一個(gè)鉆孔往往具有不同的柱狀圖格式以表示不同的應(yīng)用。鉆孔柱狀圖表頭是柱狀圖的骨架，一旦表頭內(nèi)容和排列確定，相應(yīng)的鉆孔柱狀圖的格式隨之確定。因此鉆孔柱狀圖的自動(dòng)生成的關(guān)鍵就是表頭格式的生成。

表頭的確定就是確定需要顯示那些圖道，每一個(gè)圖道的寬度，圖道的長度是由鉆孔縱向比例尺和鉆孔深度確定的。鉆孔顯示那些圖道根據(jù)用戶柱狀圖的既定格式確定，每一個(gè)圖道的寬度根據(jù)打印紙張和圖道個(gè)數(shù)綜合確定。一個(gè)單位經(jīng)常使用的柱狀圖的樣式比較固定，因此將這些樣式的表頭做成模板，根據(jù)需要的柱狀圖格式自動(dòng)調(diào)用表頭模板。每一個(gè)模板的原始紙張?jiān)O(shè)定為經(jīng)常使用的A4尺寸，各個(gè)圖道根據(jù)原有的柱狀圖的格式確定每一個(gè)圖道的寬度比例，其他紙張尺寸根據(jù)與A4紙的關(guān)系進(jìn)行比例調(diào)整。一個(gè)鉆孔柱狀圖用一個(gè)mxd工程文件表示，文本使用elements表示，測井曲線、圖道邊界線使用shp文件表示。

4 工程地質(zhì)剖面圖模塊生成設(shè)計(jì)

工程地質(zhì)剖面圖指沿地表某一直線方向的垂直剖面圖，以顯示剖面線上斷面地勢起伏狀況。工程地質(zhì)剖面圖是在等高線地形圖的基礎(chǔ)上繪制的。它在平整土地、修筑渠道、建筑鐵路、公路和其他工程時(shí)，可作為計(jì)算土石方量的依據(jù)。地質(zhì)剖面圖有水平比例尺和垂直比例尺。

模板的原始紙張使用A4尺寸，剖面圖的樣式比較固定，按照出圖要求，下方有說明表格。

(1)首先獲得所需的所有鉆孔點(diǎn)的X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)。

(2)根據(jù)X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)獲得所有鉆孔之間的距離。根據(jù)鉆孔之間的距離獲得總距離。

(3)根據(jù)總距離和紙張比例求出水平比例尺。

(4)同理，根據(jù)鉆孔地土層及深度求出垂直比例尺。

(5)根據(jù)比例尺和坐標(biāo)，可以畫出鉆孔的水位線、標(biāo)高線、豎線、土層線、各種填充符號(hào)。

(6)其他紙張尺寸可以根據(jù)A4紙的關(guān)系進(jìn)行比例進(jìn)行調(diào)整。

5 工程地質(zhì)數(shù)據(jù)分析功能實(shí)現(xiàn)

5.1 鉆孔柱狀圖生成實(shí)現(xiàn)

在c#中編寫代碼如下:

系統(tǒng)功能中生成的鉆孔柱狀圖如圖2所示。

圖2 鉆孔圖

5.2 工程地質(zhì)剖面圖生成實(shí)現(xiàn)

在c#中編寫代碼如下:

系統(tǒng)功能中生成的剖面圖如圖3所示。

6 結(jié)語

圖3 剖面圖

通過對(duì)城市工程地質(zhì)數(shù)據(jù)分析功能的開發(fā)，可以對(duì)大連市工程地質(zhì)數(shù)據(jù)入庫管理并且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)成圖(包括鉆孔平面圖、鉆孔柱狀圖、工程地質(zhì)剖面圖和各種等值線圖)。接下來根據(jù)工程地質(zhì)數(shù)據(jù)分析功能制作各種圖件。將分類與定量的數(shù)據(jù)通過點(diǎn)、線、面符號(hào)、文字、色彩進(jìn)行簡化及數(shù)量與質(zhì)量的歸納，編制多種功能的綜合圖，評(píng)價(jià)和預(yù)測模型。通過編繪工程地質(zhì)多種因素圖，使巖土資料得到更充分更快捷利用，為科學(xué)地開發(fā)利用國土資源、進(jìn)行環(huán)境工程地質(zhì)評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。

［1］孫桂茹，馬亮，路登平等.等值線生成與圖形填充算法［J］.天津大學(xué)，2000，33(6):816～818

［2］呂建升.基于離散點(diǎn)繪制等高線算法的研究［J］.同濟(jì)大學(xué)測量與國土信息工程系，2000

［3］方志江，曲政.通用柱狀圖繪圖軟件系統(tǒng)的研究［J］.中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，28(1):82～85

［4］羅曉沛.數(shù)據(jù)庫技術(shù)［M］.北京:清華大學(xué)出版社，1999

［5］韓鵬，徐占華，褚海風(fēng)等.地理信息系統(tǒng)開發(fā)—ArcObjects方法［M］.武漢:武漢大學(xué)出版社，2005

［6］張新長，馬林兵，張青年.地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫［M］.北京:科學(xué)出版社，2005

［7］CJJ57－94.城市規(guī)劃工程地質(zhì)勘察規(guī)范［M］.

［8］GB50021－2001.巖土工程勘察規(guī)范［S］.